马强家庭远程防盗报警系统Word格式.docx

1、1.2家庭安防系统的研究背景和意义1.3本课题设计的主要内容第2章 系统设计方案2.1远程防盗报警系统的基本框架构成2.2基本设计原理分析第3章 各主要部分硬件电路3.1 红外探测器框图3.2 中央控制单元3.2.1 中央控制单元电路设计3.3 自动拨号和报警电路3.3.1 拨号电路3.3.2 语音电路3.3.3 电话接口电路第4章 系统的抗扰研究和安装调试4.1 抗干扰研究4.2 安装调试结束语谢辞参考文献第1章 绪论1.1 引言本文设计的家庭远程防盗报警系统可以根据住宅安全的需要设定防护级别而且其中应用了广泛使用的红外探测技术和数据自动传输技术，使其达到更好的保障住宅安全的目的。本次设计采

2、用了Atmel公司的AT89C52芯片作为单片机的核心控制单元，并使用MT8870芯片做为双音多频（DTMF）的译码核心，应用ISD1420芯片作为语音电路的核心芯片，应用SHL270芯片组成电话接口电路的一种新型的远程防盗报警系统。1.2家庭安防系统的研究背景和意义伴随着经济的日益发展，人身和财产安全已经引起了人们的广泛重视，但现在安全手段的单一和相对落后已经不能满足人们的需求，而且现代化手段的犯罪和高科技犯罪的不断出现更增加了人们对日常人身安全和财产安全的重视，但由于大部分智能化的防盗报警系统价格较为昂贵，而且操作比较复杂，但一般简单的防盗报警系统已经不能满足人们的需要。所以现在需要设计出

3、物美价廉，适合家庭防盗运用的系统。伴随着人们生活步伐的加快，设计利用公用电话网络和GSM蜂窝式移动电话网络的家庭远程防盗报警系统已经成为一种趋势，而且其还具有良好的经济效益和社会意义。家用远程防盗系统是在IT技术不断发展的今天用于家庭安防的必然产物。也是伴随着家居智能化发展的必然结果。伴随着我国城市化的进程的加快，城市人口不断增加，这也加强了人们对家庭安全的重视。家用远程防盗系统的主要目的是向人们提供“方便快捷的信息通信、安全舒适的住宅环境”。伴随着21世纪科技的不断发展，智能化的家庭生活已经进入人们的视线，住宅安全作为人们日常生活的一个重要组成部分，住宅安全系统的智能化、全面化、功能多样化已

4、经成为一个重要的发展方向。1.3本课题设计的主要内容本文所设计的防盗报警器主要包含三大部分，一为红外探单元，二为自动报警单元，三为拨号和报警电路，在红外探测器部分引入了遥控的方法，其可以控制红外探测器的工作，减少了由于红外探测器引起的误报警，而且可以控制红外探测器的开关，减少了不必要的浪费，降低了使用成本；在自动报警单元引入了模块化的设计理念，尽可能的降低了设计成本，减少施工量，使得该系统更加轻便，使其适于家庭使用。（1） 介绍本家庭远程防盗报警系统的构成原理（2） 设计出该系统的总体框图（3） 给出主要组成部分的详细电路图（4） 给出了检测本系统的主要方法第2章 基本设计方案2.1家庭远程防

5、盗报警系统的基本框架家庭远程防盗报警系统是基于单片机技术、探测技术和电话网络进行远程报警的一种防盗报警系统，本系统不仅可以提供在盗情发生时探测到盗情，还能向用户设定的号码进行电话语音报警，提高了防盗能力。系统总体构成主要包括防盗红外探测器、中央控制单元与语音和报警电路三个模块，系统基本组成框图如图2.1 所示。电话通信网报警电路传输系统探测器图2.1家用远程防盗报警系统示意框图 自动报警单元会对所安装的红外探测器进行信号采集，分析处理所接收到的信号，并决定是否发出报警信号，当要发出报警信号并要进行拨号时，用户家中的电话网络首先提供给报警电路使用，以便达到及时有效的报警。2.2 基本设计原理分析

6、本系统主要采用AT89C52作为核心单片机的CPU，在系统前端设计有红外探测器，用来探测防护区域的时时状态，当有人入侵住宅时，相应的红外探测器探测到信号，由无线发射和接受模块进行信息的及时传输，再由中心控制单元进行数据采集和分析，并控制拨号电路和语音电路进行拨号报警操作，进行报警。语音电路中央控制单元（80C52）红外探测器电话接口电路DTMF收发电路无线发射模块无线接收模块扬声器电路2.2 基本原理框图 本章主要论述了系统设计的总体设计方案，并确定了设计的原理框图，对报警系统的运行做了进一步的必要解析，为之后章节对研究家庭远程防盗报警系统的模块化设计打下了一定的理论依据。第三章 各主要部分硬

7、件电路3.1 红外探测器框图本次设计探测器我们选用被动式红外探测器，由于其只是接收目标信号，不易被发现和干扰，而且比较节约能源。在探测器有效作用的范围内，人体辐射出来的红外能量可以被探测器的菲涅尔透镜聚焦到热释电传感器上。当入侵者在菲涅尔透镜的探测区运动时，其不断地进出视距会在其上面产生热电信号，就会触发报警器报警，向外发出信号。探测器发出信号的频率大约在之间，这是由探测器中的菲涅尔透镜，人体运动速度和热电传感器本身的特性决定的。图3.1 被动式红外探测器被动式红外探测器根据视区探测模式，可直接安装在墙上、天花板上或墙角。3.2 无线发射和接收电路红外发射电路如图3.2所示，由555芯片接成无

8、稳态振荡器，其频率为4.83KHz，工作周期为0.667s。 图3.2 红外发射电路红外线接收电路采用U2A为反相放大器，其放大倍数为270倍，C3作为高频衰减可在TP2测出较小的红外线信号，U2B为100倍的反相放大器，可在TP3测出较大的红外线信号。两个反相器的放大倍数总共为27000倍，D4、C4为 整流滤波，当接收到红外信号时，TP4为高电位，没接受到红外信号，TP4为低电平，使用U2C为比较器，调整VR1改变比较器的位准，则可以输出符合电路需要的电位V0输出，电路图如3.3所示。图3.3 红外接收电路3.3 中央控制单元本论文的设计重点是中央控制单元，其主要功能时起到对无线接收模块接

9、收到的信息进行处理，并判断是否进行报警操作，如要进行报警操作则需驱动语音电路和DTMF收发电路，通过电话接口电路进行报警，并且启动扬声器电路发出现场报警声音，以达到防盗报警的目的。 3.2.1 中央控制单元电路设计中央控制单元的电路如图3.2。该系统运营AT89C52单片机， P3.2（INT0）连接防盗探测器，一旦有盗窃行为，即触发外部中断。图3.2中央控制单元电路语音电路对应了P2.1，回放控制是由此来实现的。P1.0 、P1.1 、Pl.2 为接键盘电路的三根I/0 口线，Pl.3 接紧急呼救按键。液晶显示器串行时钟的输入端对应Pl.5 而液晶显示器的数据输入端连接的是Pl.6。Pl.7

10、 接多路开关CD4O52的片选端INH , PI.4 、P2.6 分别接多路开关的输入端A 、B 。PO.O 、P0.1 、P0.2 和P0.3 分别与MT8870的DO 、Dl 、D2 和D3 相连，用作数据总线。P2.0 与MT8870的RSO 相连，控制MT8870内部寄存器的选择。P2.7 与MT8870的CS 相连，控制MT8870的选通。P3.6 、P3.7 分别与MT8870的WR和RD相连，控制MT8870的读写。EEPROM是由串行输入、串行输出等组成，分别连接P0.4和P0.5，P0.6 、串行时钟输入、片选输入端连接的是P0.6和P0.7。3.4拨号电路和报警电路 3.4

11、.1 拨号电路为了实现利用电话通信网络进行远程通信，其主要部分是DTMF收发电路，它主要功能有自动拨号、忙音识别、远程接键数字信号识别等。我们选用MT8870双音多频（DTMF）收发器，其与单片机及音频放大电路相结合，实现各种信号音的检测及DTMF信号的产生，并将DTMF信号送到电话线上，如图3.3所示。3.3 收发DTMF电路该电路是经由电话的网络来自己进行呼叫的，并且对原先设置好的单元或个人给出报警信息，告知报警的方位个该警报的性质，使得对应的防护措施得到发展，运用到中断盗窃的发生，电路的主要作用是：1. 报警优先功能：用户不需要重新申请另一个电话号码。在没有警报的时候，电话可以任意接听，

12、并且不会影响到主干电路对警报信号的拦截，当有盗窃行为是，首先通知的是原先设定的报警电话。2. 自动拨号功能：使用者可以自己设定被报警的电话（可以是固话或者手机号），可以有1至6个号码，每个号码的位数不大于15。3. 密码的设定：使用者可以自己任意设置密码，并可以根据自己的需要进行修改。4. 可自行录制语音：当接通电话后，该系统可以自动的进行语音录制，并保存下来了，用户的基本信息以及情况都会被存储。自动探测通话状态：当出现新的警报时，如果刚好电话有被别人打进，则系统会自动重拨。5. 记忆储存功能：该单元有自动存储部分，而且不会被电源的运用与否干扰，电话号码和警报信息以及别的相关记录都会被存储。3

13、.4.2 语音电路语音芯片的应用被运用，以实现语音指示和报警。而有美国ISD公司开发的ISD1420为单片语音记录、回放一体化芯片，不受电源左右，记录时长为20s；可被划分为160小段，每段125ms。当REC脚为低电平时，进行录音，PLAYE或PLAYL为低时进行放音，ISD1420可进行连续录音，也可进行分段录音。分段放音：先送停止录放音码P1.2P1.4=000，再送放音首地址A7A0，P1.3或P1.4为低电平（PLAYE或PLAYL）开始放音；延时进行放音，最后送停止录放音码P1.2P1.4=000，完成本段放音。重复上述过程，可分段放出数段语音。图3.1为语音电路原理。所有的地址线

14、均设置为0，放音的起始地址是0。当按住S3键，录音开始，数据从0地址开始存储，直到存储器满或按键松开为止。当按下S1键，则开始放音。3.4 语音电路原理图3.4.3 电话接口电路如图3.2是一个电话接口电路语音信号的发送、语音电路都需要运用DTMF,它是通过电话接口电路与外界相连。本电话接口电路运用的是SHL207电话接口芯片。图3.5 电话接口电路第4章 系统的抗扰研究和安装调试4.1 抗干扰研究由于自动报警器的工作环境较为恶劣，容易受到多种因素的影响（例如空间热辐射、信道干扰等），所以在设计和安装时应采取必要的手段来减少或者消除这些不利因素的影响，来提高系统的可靠性和稳定性。系统在设计过程

15、中，主要采取以下几个方面的措施来提高系统的抗干扰能力：1. 对于空间热辐射干扰的抑制，主要解决办法是正确的布置和安装红外探测器，其布置和安装的原则如下：（1）安装高度通常为24m，在此高度探测器可获得最大探测有效距离。（2）探测器对横向切割探测区的人体运动最敏感，故安装时应尽量利用这个特性来提高探测器的灵敏度。（3）选择背景时应该尽量选择静止的，以达到充分利用背景的目的。（4）探测区内最好不要热源存在，如果无法避免热源，则应与热源保持至少1.5m以上的距离。 （5）探测器不要对准强光源，应避免正对阳光或阳光反射的地方。 （6）被动红外探测器不要安装在容易震动的物体上，否则物体震动将导致探测器震

16、动，相当于背景辐射的变化，会引起误报。（8）应注意探测器的探测范围，防止“死角”。2.对电路板进行设计和制作时，应尽量合理安排元器件，减少过长的导线，来降低分布电容，并且减少接地电阻，还要解决接地点问题。4在实际操作中发现元器件对于系统的性能也具有十分重要的作用。应选择正品元器件。使用前还要进行必要的筛选。对于经常使用的器件，应该注意器件的耐用性和耐老化性。5. 电阻本身对静电的防护也是至关重要的。为防止静电危害，在键盘的3 个引线上对地分别串上几个防静电电容，用来消除静电的影响。4.2 系统检测在按照安装要求进行系统安装后就可以进行对系统的检测工作了，我们可以通过模仿入侵进行时的状态对系统进

17、行检测，当报警系统全部开启并使其正常工作时，利用人为进入探测器探测区域的方法，检测探测器能否正常的发送信号给自动报警电路，当自动报警电路接收到来自探测器的信号时，首先发出报警指示音，当在预先设定好的时间内无人去解除此次报警时，自动报警电路随即拨打预先设定好的电话，提示此次报警。在确认报警系统能够正常工作后，在对其遥控装置进行测试，测试其能否正常的起到控制作用。结 束 语现在对本论题的研究已经达到基本要求，运用红外探测器与自动拨号报警系统设计的家庭防盗报警系统总体方案设计可行，其主要功能可以得到实现。而且系统结构简单，可靠性高，成本低。随着微电子技术、自动控制技术和传感器技术发展，该防盗系统还将

18、会得到更大更深远的发展。 运用电话网模块组成的报警系统是通过各种传感器自动采集报警信息的。这种联网方式技术先进、质量好、功能多、价格便宜、操作方便，符合防盗系统的要求。该种类报警系统通常不需用另外申请电话号码，其特性是组网灵活、覆盖面广。甚至一个城市，也可通过长途电话网与其他城市连接起来用于防盗。谢 辞经过不懈的努力，这次毕业论文的设计目前基本达到预期的目的。我深知最为一个即将毕业的本科生，我的事件经验还是需要发展，难免论文有很多欠缺考虑，不够周全的方面。所以在这次的毕业论文设计中多亏了导师的指导督促，还有同学的帮助。他们功不可没。首先，也是最主要感谢的是我的指导老师，张曦老师。在我做毕业论文

19、的整个过程中老师给予了我很大的帮助，他首先肯定了我论文思路的大方向，同时又帮我具体分析家庭防盗系统建立在红外检测的基础上，在论文提纲制定时，我的思路不是很清晰，经过老师的提点，思路愈见清晰。完成初稿后，老师认真查看了我的论文，指出了很多论文中存在的问题。在此十分感谢张老师的悉心指导，才能让我顺利完成毕业论文的设计。其次，是感谢学校给我提供了很好的资料搜索条件和很好的学习氛围，感谢我在校时任课教师对我的培养，为我这次论文的写作打好理论基础。最后，还要感谢在我论文写作过程当中，同学们对我的支持和帮助，并为我提出了很多有价值的意见。参考文献1 周晓伟，余红英著智能住宅安防系统设计机械管理开发2010

20、，5期2 胡继英主编安防自动化在智能住宅中的应用房材与应用2011，23 杨丽主编智能化小区安防系统的研究与设计电子科技大学2008，34 周润景主编单片机电路设计、分析与制作机械工业出版社2010，95 丁振杰，张红喜，李玉秋主编. 单片机原理及应用技术. 化学工业出版社2009，76 黄勤，李楠主编单片机原理及应用 清华大学出版社2007，67 吉红，闫昆主编单片机系统设计与调试化学工业出版社2010，58 邹显圣主编单片机原理与应用项目式教程机械工业出版社2009，99 叶玉堂，刘爽主编红外与微光技术国防工业出版社2005，110 张建奇，方小平著红外物理西安电子科技大学出版社2004，611黄志伟主编基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析机械工业出版社2008，212王冠华主编. Multisim8电路设计及应用.国防工业出版社. 2006，6